Transistors Bipolaires : Fonctionnement, Types et Applications
Les transistors bipolaires (BJT) sont des composants clés en électronique, utilisés pour l’amplification et la commutation de signaux. Dans cet article, nous explorons leur principe de fonctionnement, leurs différents types (NPN, PNP), et leurs applications pratiques dans les circuits modernes.
Qu’est-ce qu’un transistor bipolaire ?
Un transistor bipolaire à jonction (BJT) est un dispositif semi-conducteur à trois couches, capable de contrôler un courant électrique grâce à une faible tension d’entrée. Inventé en 1947 par Bell Labs, il a révolutionné l’électronique en remplaçant les tubes à vide.
Structure et symboles des BJT
Un transistor bipolaire est composé de trois parties :
- Émetteur (Emitter) : Dope fortement pour injecter des porteurs.
- Base (Base) : Zone très mince et faiblement dopée.
- Collecteur (Collector) : Recueille les porteurs majoritaires.
Symboles électroniques
Modes de fonctionnement d’un BJT
Un transistor bipolaire peut opérer dans quatre régions :
- Actif : Amplification linéaire (base-émetteur en direct, base-collecteur en inverse).
- Saturation : Commutation « ON » (toutes les jonctions polarisées en direct).
- Coupure : Commutation « OFF » (toutes les jonctions en inverse).
- Inverse : Rarement utilisé (rôles de l’émetteur et du collecteur inversés).
Comparaison NPN vs PNP
| Caractéristique | NPN | PNP |
|---|---|---|
| Polarité tension | VCE > 0 | VEC > 0 |
| Porteurs majoritaires | Électrons | Trous |
| Vitesse de commutation | Rapide | Lente |
Applications des transistors bipolaires
Amplificateurs audio
Classes A, B, AB dans les étages de sortie.
Circuits logiques (TTL)
Famille de circuits intégrés 74xx.
Régulateurs de tension
Stabilisation via des montages Darlington.
Consultez les exercices et corrigés sur les transistors bipolaires
Conclusion
Les transistors bipolaires restent indispensables malgré la concurrence des MOSFET. Leur maîtrise est essentielle pour concevoir des circuits analogiques et numériques performants.
FAQ : Questions fréquentes
Quelle est la différence entre BJT et MOSFET ?
Les BJT sont contrôlés par le courant (base), tandis que les MOSFET sont pilotés par la tension (grille). Les MOSFET ont aussi une résistance RDS(on) plus faible.
Comment tester un transistor bipolaire ?
Utilisez un multimètre en mode diode : vérifiez les jonctions base-émetteur et base-collecteur (chute de tension ~0.7V pour le silicium).
